Файл: КАК РАБОТАЕТ ХОЛОДИЛЬНИК.pdf

Краткие сведения из истории развития холодильной техники

Много столетий назад уже были известны способы сохранения и использования естественного холода: накапливание льда и снега в ледниках для хранения продуктов, хранение продуктов в глубоких ямах (использование низкой средней температуры грунта), охлаждение воды при ее испарении. Только в XVII в. началось применение смесей льда и соли для получения более низких температур, чем температура плавления водного льда. Промышленные холодильные машины появились лишь в середине XIX в. Первоначально искусственное охлаждение в широких масштабах начинает применяться при заготовке и транспортировке пищевых продуктов. Первая установка для замораживания мяса была построена в г. Сиднее в 1861 г. В этом же году (и также в Австралии) на нефтеперерабатывающем заводе была установлена холодильная машина для выделения парафина из сырой нефти, что явилось началом внедрения искусственного холода в отрасли химической промышленности. К концу 70-х и началу 80-х гг, прошлого столетия относятся первые попытки перевозок мяса in Южной Америки и Австралии во Францию и Англию на судах-холодильниках с воздушными и абсорбционными холодильными машинами. Перепонка продуктов в железнодорожных вагонах с ледяным охлаждением началась в 1858 г. в США. Первый крупный холодильник с машинным охлаждением был сооружен в Бостоне (США) в 1881 г. В том же году был построен холодильник в Лондоне, а в 1882 г. - в Берлине.

В России холодильное хозяйство стало развиваться сравнительно поздно и медленно. Первые холодильные машины подвились в 1888 г. на рыбных промыслах в Астрахани. В 1889 г. были сооружены две холодильные установки на пивоваренных заводах. С 1892 г. появляются мелкие льдозаводы на Кавказе, в Средней Азии, Крыму. Первый холодильник емкостью 250т был построен в 1895 г. в Белгороде. Первые железнодорожные перевозки в вагонах, охлаждаемых льдом, начались в России примерно в то же время, что и за рубежом, а именно в 1860 г. Серьезным толчком для развития холодильного транспорта и сети холодильников в России явилось окончание в середине 90-х годов постройки Сибирской железной дороги, связавшей богатую сельскохозяйственными продуктами Сибирь с портами Балтийского моря. В связи с этим началось строительство холодильников в районах заготовок продуктов, на железнодорожных узлах и в портах. До 1914 г. было построено всего 29 холодильников общей емкостью 45 600 т. В это же время емкость холодильников в США приближалась к 2 млн. т. Во всех же отраслях промышленности России имелось 296 холодильных установок с общей холодильной мощностью при нормальных сравнительных условиях 27 млн. ккал/ч. Недостаточное развитие холодильного хозяйства явилось одной из причин плохого снабжения русской армии во время первой мировой войны. Всего в 1917 г. насчитывалось 58 холодильников общей емкостью 57 300 т и холодильной мощностью установок 20,3 млн. ккал/ч. Недостаточен был также холодильный транспорт: в 1917 г. было только 6500 двухосных железнодорожных вагонов с ледяным охлаждением, одно рефрижераторное судно грузоподъемностью всего 185т и восемь судов, имевших холодильные установки.

В годы гражданской воины холодильному хозяйству был нанесен существенный ущерб. В периоде 1918 по 1925 гг. производилось восстановление и реконструкция старых предприятий. С 1925 г. началось строительство крупных холодильников, в первую очередь в портовых городах. В эти же годы положено начало строительству холодильников в мясной, молочной и других отраслях пищевой промышленности, а также в системе путей сообщения. За годы пятилеток холодильное хозяйство сделало качественный скачок, превратившись в мощную индустрию. Построены крупные мясокомбинаты, молочные комбинаты и рыбокомбинаты. Значительно расширилась сеть холодильников. Все новые предприятия строились на высоком техническом уровне. В предвоенные годы были построены холодильники с пониженным температурным режимом [в помещениях для хранения мороженых грузов предусматривалась температура 3 —18° С, вместо (—8)—(—12)° С, в помещениях для замораживания —23° С вместо —18° С в старых холодильниках]. В 1941 г. емкость холодильников в нашей стране составляла 370 тыс. т, т. е. была в 6,5 раза больше, чем в 1917 г. Во время войны холодильное хозяйство Советского Союза значительно пострадало, но в результате больших восстановительных работ уже к концу 1948 г. емкость холодильников стала равной 105% от довоенной. Восстановление холодильников сопровождалось их расширением, оснащением новейшим холодильным оборудованием и понижением температурного режима.

Серьезные успехи сделало за последние годы отечественное холодильное машиностроение. Разработаны и выпускаются новые типы современных многооборотных вертикальных компрессоров, работающих как на аммиаке, так и на хладонах (фреонах). Освоен выпуск винтовых маслозаполненных компрессоров, производятся турбокомпрессоры и турбокомпрессорные агрегаты, работающие на аммиаке, хладоне-12, пропане и этилене. Серийно выпускаются крупные бромистолитиевые абсорбционные холодильные машины. Большое развитие получил холодильный транспорт: железнодорожный, водный и автомобильный. На наших железнодорожных путях эксплуатируются поезда, секции и вагоны с механическим охлаждением, на речных и морских путях курсирует большое количество судовхолодильников, рыбная промышленность обогатилась большим количеством крупных промысловых судов, оснащенных современными средствами холодильной обработки. Практически полностью оснащена холодильным оборудованием государственная торговля. Значительно увеличилось производство домашних (бытовых) холодильников. В десятой пятилетке в результате роста сельскохозяйственного производства выпуск продукции пищевых отраслей промышленности возраст на 23—25% по сравнению с 1975 г. Для сохранения и обработки все возрастающего количества пищевых продуктов планируется рост холодильной емкости за пятилетку в 1,3 раза. Большие задачи придется выполнить за этот период в химической промышленности: при общем росте объема промышленного производства на 35— 39% выпуск продукции химической и нефтехимической промышленности увеличится на 60— 65%. Производство пластических масс и смол возрастет в два раза, в 1,5 раза увеличится производство синтетического каучука. Существенно увеличится и добыча естественного газа. Значительно возрастут и другие отрасли народного хозяйства страны, в которых искусственный холод играет важную роль. Все это вызовет новый большой рост холодильного хозяйства в стране.

Типы холодильников и их особенности

Холодильник — это промышленное предприятие, предназначенное для охлаждения, замораживания и хранения скоропортящихся продуктов.

Холодильники имеют характерные особенности.

1. В них обрабатываются и хранятся ценные и довольно быстропортящиеся продукты, требующие для своего сохранения поддержания температур ниже температуры наружной окружающей среды и определенной относительной влажности, а в некоторых случаях — циркуляции воздуха и определенного воздухообмена или даже определенного состава газовой среды (например, при хранении фруктов в среде с повышенным содержанием двуокиси углерода или другого газа).

2. Теплота и влага наружного воздуха стремятся проникнуть в холодильник, что требует создания специальных конструкций ограждений для уменьшения проникновения теплоты и влаги внутрь помещений.

3. Большой объем перемещаемых грузов, и необходимость быстрой их разгрузки требуют широкого применения транспортных устройств.

4. К ним предъявляются высокие санитарные требования. Холодильники можно классифицировать по различным признакам. Каждый тип холодильника имеет свои особенности, которые приходится учитывать при проектировании и эксплуатации. Прежде всего, холодильники различаются по целевому назначению. Эта классификация наиболее полно отражает особенности работы холодильников и их оборудования. Наличие разнообразных холодильных предприятий отвечает задачам осуществления непрерывной холодильной цепи, под которой понимают совокупность холодильников различных типов и организацию взаимной связи между ними, благодаря которой пищевые продукты, начиная с момента производства и кончая потреблением, находятся под постоянным воздействием низких температур, что обеспечивает высокое качество продуктов даже при длительном их хранении. Отдельные типы холодильников являются, таким образом, звеньями непрерывной холодильной цепи. В соответствии с этим различают следующие типы холодильников.

Производственные холодильники, которые предназначены для первичной термической обработки (охлаждения и замораживания) пищевых продуктов и находятся в районах производства или заготовки продуктов. Они могут быть цехом какого-либо пищевого предприятия (мясокомбината, молочного комбината и т. п.) или самостоятельным предприятием в месте заготовки, например, рыбы (рыбные заготовительные) или птицы, яиц (птично-яичные) и другой продукции сельского хозяйства. Холодильники этого типа характеризуются большой производительностью устройств для охлаждения и замораживания при относительно небольшом объеме помещений для хранения продуктов. В связи со значительной производительностью замораживающих устройств производственные холодильники имеют холодильное оборудование большой мощности для низких температур кипения. Работа холодильников этого типа характеризуется большей частью резкой неравномерностью, объясняющейся сезонностью заготовок пищевых продуктов.

Базисные холодильники предназначены для долгосрочного хранения продуктов, поступающих из производственных холодильников, с целью создания резервов. Эти холодильники обычно имеют большую емкость помещений для хранения продуктов и малую производительность устройств для охлаждения и замораживания. На таких холодильниках предъявляются повышенные требования к поддержанию постоянства температурного и влажностного режимов в охлаждаемых помещениях.

Портовые холодильники служат для краткосрочного хранения грузов при их перегрузке с одного вида транспорта на другой, например с водного на железнодорожный транспорт и т, п. Строятся такие холодильники в речных или морских портах. Для них характерны большие объемы грузовых операций, операций по осмотру и сортировке продуктов, для чего предусматриваются специальные помещения. Особенно высока, должна быть степень механизирования грузовых работ, в частности для погрузки и разгрузки судов.

Распределительные холодильники предназначены для равномерного обеспечения городов и промышленных центров сезонными продуктами питания в течении всего года. Так же, как и базисные холодильники, характеризуются относительно большой вместимостью помещений для хранения продуктов. Выпуск грузов осуществляется сравнительно равномерно, холодильники часто имеют производственные цехи: производства мороженого, водного льда, твердой двуокиси углерода (сухого льда), фасовки мяса, масла и др. Такие предприятия называют хладокомбинатами.

Торговые холодильники служат для кратковременного хранения продуктов на торговых базах, в магазинах, столовых, ресторанах п т. п. Характерными для этого типа холодильников являются повышенные температуры хранения и менее строгие требования в отношении поддержания постоянных условий храпения. К этой же группе холодильных установок относятся также устройства для текущего храпения продуктов в тортовой сети.

Транспортные холодильники предназначены для создания необходимых низкотемпературных условий перевозки продуктов на разнообразных средствах транспорта. Различают железнодорожный, водный, автомобильный и авиационный холодильный транспорт, а также холодильные контейнеры. Все эти виды холодильных устройств являются связующими элементами между отдельными звеньями непрерывной холодильной цепи. Транспортные холодильники могут предназначаться и для производственных или заготовительных целей. Так, например, имеются промысловые суда, на которых производится замораживание рыбы, передвижные устройства на автомобилях для замораживания ягод и т. п.

Домашние (бытовые) холодильники служат для кратковременного хранения продуктов в домашних условиях и для производства небольшого количества льда. Они являются последним звеном непрерывной холодильной цепи.

Приведенная, классификация холодильников в степени условна, так как иногда функции холодильников могут меняться или сочетаться. Так, портовый холодильник может выполнять функции и распределительного холодильника, обеспечивая текущее потребление района, в котором он расположен. Эти же функции может выполнять производственный холодильник. Однако каждому предприятию свойственна основная функция, которая позволяет отнести его к определенному типу. Различные холодильники могут сравниваться друг с другом по объему или емкости камер хранения, а также по производительности помещений или устройств для термической обработки (охлаждения или замораживания). В зарубежной практике размер холодильников обычно характеризуют объемом камер хранения в кубических метрах. В СССР размер холодильников принято оценивать емкостью в тоннах (кроме домашних холодильников, размер которых 6 определяют по пиленому объему в кубических дециметрах, а также торгового холодильного оборудования и других малых установок, объем которых измеряют в кубических метрах). Емкость холодильника определяется количеством груза в тоннах, которое может одновременно храниться в грузовом объеме холодильника. Так как в одном и том же объеме помещения можно разместить неодинаковое количество различных продуктов (в соответствии с их объемной массой), то для сравнения холодильников между собой приходится вводить понятие об условной емкости помещений (или емкости по условному грузу), под которой понимают емкость холодильника при загрузке его мороженым мясом. По величине условной емкости холодильники подразделяются на малые, имеющие емкость до,500 т, средние — до 5000 т и крупные — свыше 5000 т. Другой характеристикой величины холодильника является производительность оборудования для осуществления основных технологических процессов: охлаждения и замораживания (а иногда и размораживания). Производительность (производственная мощность, пропускная способность) определяется количеством тонн продуктов, обрабатываемых в единицу времени (т/ч, т/смену, т/сут). Можно считать для пищевых предприятий производительность помещений или оборудования для замораживания до 20 т/сут — малой, до 100 т/сут — средней и свыше 100 т/сут — крупной. Емкость производственных помещений обычно не включается в общую емкость холодильника. Холодильники по виду производственного здания классифицируются на многоэтажные и одноэтажные. Средние и крупные холодильники раньше обычно выполнялись в виде многоэтажных зданий (до пяти-шести этажей). Такая форма возникла из желания уменьшит наружную поверхность здания и тем самым способствовать уменьшению теплопритоков через наружные ограждения. Однако в многоэтажных зданиям затрудняется механизация грузовых работ, ограничивается возможность применения современных механизмов для транспортировки и укладки грузов.